[发明专利]溅射离子泵的磁轭组件

说明书

本发明公开了一种溅射离子泵的磁轭组件，包括磁钢、轭铁和不锈钢定位板，磁钢分成两组，分别在两块轭铁的中间安装3层磁钢，中间两层，上下各两层，该结构简单紧凑，漏磁少，磁场均匀，并可以明显提高离子泵的中心磁场强度。

技术领域

本发明属于溅射离子泵的配件技术领域，具体来说，本发明涉及一种新型的磁轭组件，为二极溅射离子泵或三极溅射离子泵提供均匀、稳定、高强度的磁场。

背景技术

溅射离子泵具有清洁、无油的优点，是当前国内外获得超高真空、极高真空主流的真空获得设备。目前我国探月工程及后续深空探测任务的开展，对超高真空环境模拟提出了新的需求，高灵敏度的质谱分析技术也依赖于超高真空环境。此外，随着我国综合国力的不断增强，高能物理、核工业、分析仪器、医疗设备等领域对溅射离子泵的需求迅猛增加。虽然国内外有较为成熟的溅射离子泵产品，但离子泵对惰性气体、氢气抽速能力差的问题尚未得到解决，并且国产离子泵性能指标与国际高端品牌还有很大差距。

溅射离子泵是根据潘宁放电原理制造的泵，其内部结构一般是有两个钛阴极板，在阴极板之间有很多排列成蜂窝筒状的阳极，当电源给离子泵供电后，距离很近阴阳极之间产生较高的电场，空间中的电子被加速并轰击中性气体分子，中性气体分子被电离并产生正离子和新的电子。正离子被加速并轰击钛阴极板，将钛原子溅射出来，新鲜的钛原子具有非常强结合能力，能够物理吸附和化学反应空间中的气体分子。同时钛原子在器壁表面会形成一层钛膜，不断新生的钛膜能够将吸附在器壁表面的气体分子进行掩埋。使得空间中的气体分子不断减少，进而实现抽空的目的。而在阴极的两端施加的磁场是为了增加电子运动路径，能够有更多的几率与中性气体分子碰撞。为了减少磁力线的损耗，一般需要在两块磁钢上安装一块环形的轭铁一般为纯铁。

溅射离子泵的性能主要由离子泵的泵体结构、磁轭结构、选用材料、生产过程中的工艺处理、电源控制系统等方面决定。磁轭结构的好坏能够直接影响到两块钛阴极间磁场的均匀性，磁场强度大小，电子碰撞效率、离子泵重量、离子泵抽速、离子泵的抽速质量比以及加工生产成本等重要参数。而传统的环形磁轭有一个明显的缺点：环形的轭铁极大的增加了离子泵的重量，同时也增加了生产成本；抽气区域内的磁场不均匀，只有中心位置的磁场能够维持潘宁放电能力，而抽气单元的边缘磁场强度衰减严重，不足以维持潘宁放电，使得离子泵抽气能力下降严重，进而降低了离子泵的性能指标。因此，非常有必要提供一种稳定且高强度磁场的磁轭组件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溅射离子泵的磁轭组件，为二极/三极型溅射离子泵提供稳定、高强度的磁场。

本发明采用了如下的技术方案：

溅射离子泵的磁轭组件，包括偶数个磁钢、两块轭铁、定位片和中间层固定片，其中磁钢具有相同尺寸和磁能积，其中，井字形溅射离子泵的泵壳左右两侧各设置一块竖直的轭铁，轭铁分别与井字形一侧形成上下轴对称的容纳磁钢的空间，井字形中间内凹部分上下轴对称形成容纳若干磁钢的中央空间，其中，若干磁钢分别安装在上下方向的两侧空间和中央空间中，两侧各容纳一块磁钢，中央空间容纳多块磁钢，泵壳的左右两次磁轭同样为对称结构，零件组成完全一致，其中，所有磁钢和磁轭整体沿着泵壳外侧轴向形成封闭的磁力线回路。

其中，泵壳一侧的磁轭由上下两块磁钢、一块轭铁以及两个定位板形成，平放在轭铁上的两块磁钢磁极方向相反，磁钢依靠磁性吸引力紧紧吸附在轭铁上，磁钢在轭铁平板上水平方向的紧固或限制是通过定位板完成的，定位板通过螺钉拧紧在轭铁平面上。

进一步地，轭铁平板上的两块磁钢垂直水平面方向的磁性磁极互为相反，即一块为N极，另一块为S极。

其中，泵壳的另一侧的磁轭结构和左侧的磁轭结构完全一致。

其中，井字形泵壳中间内凹部分的磁轭位于泵壳中间内空间内，中间层磁轭是由偶数块磁钢和对应数量的中间层固定片组成，并分为上下两组，每组为所述偶数块一半数量的磁钢叠放在一起，并用对应数量的中间层固定片紧固在泵壳的内凹中间空间中。